CN2557432Y - 一种高速激光打标机 - Google Patents

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彭宣启
丛建明
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Abstract

本实用新型涉及一种高速激光打标机。它包括以脉冲方式输出激光的激光器系统，扩束透镜组，振镜头，F－θ透镜组，计算机控制系统。所述振镜头是由计算机控制的两维伺服电机带动两个反射镜作高速度、高精度、短矢量的转动，从而使进入振镜头的激光束经过两次反射，出射光束通过F－θ透镜组后，所形成的光斑在同一焦平面内作两维高速移动，通过控制激光脉冲的频率和脉宽，从而形成由密集点阵组成的标记。该方法实现了高速度、高精度的激光打标。

Description

一种高速激光打标机
                      技术领域
本实用新型涉及激光加工设备及加工技术。具体地说，是一种由计算机控制的振镜式高速激光打标机。
                      技术背景
激光打标是一种非常重要的激光加工技术，通过激光打标所形成的标记，具有永久性的特点，且对金属和非金属材料的不同形状物件实现在线式打标。已有的激光打标方式可分为扫描(书写)式、掩模式、扫描掩模式三类，如专利CN92200956.2中公开了一种激光打标机，该机采用一次反射镜在X-Y伺服扫描机构的带动下运动，激光束在物件表面扫描形成点阵式标记；专利CN90212683.0中公开了一种激光蚀刻机，它在物件表面覆盖了具有特定图形的遮光掩摸，激光束通过它的通光部分对物件表面进行蚀刻加工；专利CN96110257.8中公开了一种激光防伪打标机，该机是在前两种专利技术基础上，将扫描式和掩模式结合于一体的打标机。扫描(书写)式打标的打标速度因为反射镜(或物件)的两维移动速度慢而限制了打标速度；掩模式因为图形模板的相对固定而无法随时更改图形，并且由于激光束通过掩模板时的衍射效应而使微小标记变得模糊不清。
                      发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高速激光打标机，即通过激光与物质的作用，在物件表面形成清晰的永久性标记，而且能提高打标速度，改善打标精度，能快捷地对打标内容的进行编排、输出、更改，进一步满足在线打标的需要。实现本实用新型的具体技术方案是：所述一种高速激光打标机，由以脉冲形式发射激光束的激光器系统4、扩束透镜组3、振镜头1、F-θ透镜组2、计算机控制系统5等组成，它由计算机控制的两维伺服电机带动两个反射镜作高速度、高精度、短矢量的转动，即由计算机控制的两维伺服电机6和8分别带动两个反射镜7和9转动，使进入振镜头的激光束经过两次反射，出射光束通过F-θ透镜组2后，所形成的光斑在同一焦平面内作两维高速移动，从而在相对静止或连续运动的物件表面形成清晰的永久性标记，标记的内容可以通过计算机进行文字、数字、符号、图形、图象、条形码、二维矩阵码等的制作、编排、输出、更改，并自动递增序列号和日期。
本实用新型的主控制系统由计算机管理，打标控制部分建立在WINDOWS98操作平台上，通过局域网和英特网等的联通，提供网络化管理功能。
本实用新型的优越性在于：与传统激光打标机相比，由于光点移动是通过反射镜转动而不是平移，也不需要更换掩模板，因而其打标速度可提高到3084mm/s，打标精度达到0.1mm，分辨率达到0.1mm，标记的内容可以多样化，标记内容的制作可以智能化，根据需要由计算机非常便捷地进行制作、编排、更改，并自动递增序列号和日期。
                      附图说明
图1是本实用新型的控制系统结构方框图。
图2是本实用新型系统框图中振镜头的结构示意图。
在图1中，激光器系统4发出的激光经过扩束透镜组3整理后传输至振镜头1，经过两次反射，再经过F-θ透镜组2聚焦后，在打标物件表面作两维运动完成打标；计算机控制系统5控制振镜头1的伺服电机转动和激光器系统4的运行。
在图2中，反射镜7和10分别粘连在伺服电机6和8的传动轴上，伺服电机6和8相互垂直固定，激光束经过振镜头后以与入射光垂直的方向输出，即水平入射激光束，经过振镜头两次反射后，在水平或垂直方向与入射光成90°输出。
所述激光器系统，包括固体激光器和气体激光器，以脉冲方式工作或以连续方式工作而通过声光调Q、电光调Q、色心调Q等形成脉冲方式输出。
打标物件可以是相对静止的，也可以是在线连续运动的。
                    具体实施方法
本实用新型的实施实例之一的组成包括：YAG连续激光器(含恒温冷却系统)，激光功率50-60W(连续)，激光波长1064nm；声光调Q，形成1-20kHz激光脉冲输出；586兼容PC机及控制软件；3倍扩束组合透镜；振镜头的反射镜为10mm，振镜头伺服电机响应时间0.25ms，转动惯量0.5gm*cm2，最大线速度3084mm/s；焦距为160mm的F-θ透镜组。

Claims (2)

1、一种高速激光打标机，它包括以脉冲方式输出激光的激光器系统，扩束透镜组，振镜头，F-θ透镜组，计算机控制系统，其特征在于，所述振镜头是由计算机控制的两维伺服电机带动两个与之连接的反射镜作高速度、高精度、短矢量的转动，使进入振镜头的激光束经过两次反射，出射光束通过F-θ透镜组聚焦后，所形成的光斑在同一焦平面内作两维高速移动。
2、根据权利要求1所述的一种高速激光打标机，其特征在于，反射镜中第一反射镜和第二反射镜分别粘连在相互垂直的二维伺服电机的传动轴上，激光束经过振镜头两次反射后，在水平或垂直方向以与入射光成90°的垂直方向输出。
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